[发明专利]一种铍硅合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种铍硅合金的制备方法。其特点是，包括如下步骤：(1)取铍锭、铍珠或者铍边角料，以及硅块或者硅粉作为原料；(2)按照铍硅合金的成分要求取步骤(1)的原料进行配料，按照先加铍原料后加硅原料依次装入干净的坩埚中；(3)抽真空，至真空度≤0.086MPa时，加热升温，控制每半小时温度升高100‑200℃；(4)铸模加热，控制温度500℃～1000℃；(5)继续升温，直至铍开始熔化，然后继续升温至1350‑1450℃，待铍原料与硅原料完全熔化之后静置10～40分钟，然后开始浇铸，控制浇铸温度1200℃～1400℃。本发明能制备出表观质量合格、杂质含量低、铸造缺陷少、晶粒细化的铍硅合金。

技术领域

本发明涉及一种铍硅合金的制备方法。

背景技术

铍硅合金又称为米拉合金，是一种具有低热膨胀系数、高弹性模量、低密度等优异性能的铍合金，特别适合作镜体材料。

目前，我国未开展铍硅合金方面的研究，该研究领域处于空白。金属铍是一种脆性材料，铸锭生产中容易形成粗大晶粒，铍中加入硅元素，能够细化晶粒，增强合金的硬度，改善金属熔体的流动性和填充性。国外关于铍硅合金报道一种Si含量62Wt％的铍硅合金，称该合金易浇铸成型，冷却之后不形成较大的孔洞或缩孔，但是报道中未见详细的的铍硅合金的生产工艺。日本NGK绝缘材料公司发明一种高铍含量的铝铍硅合金，在美国申请的专利号6656521B2，其成分为Be＝5Wt％～30Wt％，Si＝0.1Wt％～15Wt％，Mg＝0.1Wt％～3Wt％，在国内亦未见其他厂家采用熔炼方法生产铍硅合金。本发明首次运用中频感应加热方式制备铍硅合金，铸模采用加热方式提高金属液的充型性，冷却时采用机械振动冷却方式，起到细化晶粒、增加金属液补缩的作用，快速风冷使表面形成大量激冷晶。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺流程短、生产效率高、节约原材料的铍硅合金的制备方法，制备的合金晶粒细、铸造缺陷少、组织均匀。

一种铍硅合金的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)取铍锭、铍珠或者铍边角料，以及硅块或者硅粉作为原料；

(2)按照铍硅合金的成分要求取步骤(1)的原料进行配料，按照先加铍原料后加硅原料依次装入干净的坩埚中；

(3)抽真空，至真空度≤0.086MPa时，加热升温，控制每半小时温度升高100-200℃；

(4)铸模加热，控制温度500℃～1000℃；

(5)继续升温，直至铍开始熔化，然后继续升温至1350-1450℃，待铍原料与硅原料完全熔化之后静置10～40分钟，然后开始浇铸，控制浇铸温度1200℃～1400℃；

其中在整个熔炼和浇铸过程中始终保持抽真空或者充氩气保护，保持真空时真空度保持≤0.086MPa，充氩气时真空度保持≤0.086MPa；

(6)将得到的铸锭随炉冷却2～10分钟，待铸锭颜色变暗之后停止抽真空；

(8)采用机械振动方式进行冷却，频率控制在＜500Hz范围，振动时间3～20分钟；

(9)取出铸锭，风冷，冷却至常温即可。

步骤(9)制备的铍硅合金抗拉强度300～600MPa，屈服强度200～400MPa，延伸率≥2％，并且铍硅合金中主要成分为：Be含量5～90％，Fe含量≤0.3％，Mg含量≤0.03％，余量为硅。

步骤(9)中风冷具体采用轴流风机或者工业冷风机。

步骤(1)中铍锭采用中频感应熔炼精炼提纯的一次铸锭或者等静压铍锭。

步骤(2)中坩埚具体采用在一个石墨坩埚内放置一个氧化铝陶瓷坩埚。